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Energía mínima requerida para que el LED parpadee para ser visible

Tengo una 5V esquemático con 15n condensador y me pregunto si voy a ser capaz de parpadear un LED, alimentado a partir de este condensador. Mis cálculos es que el condensador tiene alrededor de 0,2 uJ de energía. Esto podría convertir a aproximadamente 100 uSecs de 300 uA actual.

Así, las preguntas son:

  1. ¿Cuál es el mínimo de energía (energía, no de potencia, ya que necesito tener un parpadeo visible, no de luz constante) necesarios para hacer de parpadeo del LED visible en el ordinario de la oficina de circunstancias (OK, voy a cubrir LED con la palma de la mano para evitar que la luz directa de la exposición :-D)?
  2. Es importante cómo voy a distribuir esta energía en el tiempo?
  3. ¿Hay alguna diferencia de color (tal vez hay ningún ojo humano respuesta de diferencia)?

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Tyler Puntos 1

Así que, amigos, hice el experimento.

La instalación se realizó con dos LEDs de 5 mm (no estoy seguro de qué tipo exactamente, pero es más que probable que tenga 60 grados de distribución de la luz y el 40 mcd de la máxima luz - todavía no consigue la manera de medir esta intensidad): rojo con 330 Ohm resistor en serie y verde, con 160. Ambos con 5V de alimentación y el microcontrolador AVR.

Con esta configuración he podido ver el parpadeo corto como 1 verde y 2 de nosotros para el LED rojo. Debo señalar que yo estaba en la sala bien iluminada, pero me puse las palmas de mis manos alrededor de los LEDs para hacer una profundidad de 3 pulgadas bien alrededor de los LEDs. Me miró directamente a los LEDs y yo estaba esperando el parpadeo. Así que esta luz no es, definitivamente, lo suficiente como para notar que el parpadeo si usted no está esperando.

La corriente puede ser estimado de 3,8 Voltios / 330 Ohmios = 11,5 mA para el rojo y el 23 de mA para el verde.

De modo que la energía eléctrica es 11,5 mAmps * 1,2 Voltios = 14 mW para el rojo y el 28 mW para el verde.

Secuencialmente la intermitencia de la energía eléctrica era tan baja como 28 nJ (nano Julios !!!) en ambos casos. Que es aproximadamente diez veces más de lo que me espera gastar en un abrir y cerrar!

Me esta prueba en mi esposa y mi hijo de 7-yo hija. Misma cosa.

Con respecto a la distribución de energía en función del tiempo:

Por desgracia, no fue capaz de cambiar las resistencias así que he hecho una sola cosa: me pone el LED a una constante en el modo de luz con 1% PWM. Y no noté ninguna diferencia si puedo cambiar la frecuencia (1 parpadeo cada 100 nos es igualmente iluminadas como 100 us parpadea cada 10 ms). Esto no es exactamente lo que necesito, pero parece que no es un gran problema ¿cómo voy a distribuir el poder en el tiempo.

Con respecto a la sensibilidad de las diferentes áreas de un ojo: yo era capaz de ver el parpadeo sólo si me ven exactamente en los LEDs. Si puedo cambiar la vista del ojo eje un poco - yo no era capaz de ver nada. La misma cosa que he notado con iluminación constante.

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Kip Diskin Puntos 11

Wikipedia sugiere algo del orden de 100 fotones para lograr una respuesta visible en la mayoría de las condiciones ideales.

La energía de un fotón puede ser calculado por:

$$ E = {hc \over \lambda }$$

Donde:

  • h es la constante de Planck, aproximadamente 6.6×10-34 J⋅s,
  • c es la velocidad de la luz, alrededor de 3×108 m/s, y
  • λ es la longitud de onda de los fotones.

El ojo humano es bastones son más sensibles a una longitud de onda de 510 nm. Por lo tanto la energía de los fotones es de alrededor de 3.9×10-19 joules por cada fotón.

Multiplica eso por los cerca de 100 fotones necesarios para la detección por el ojo humano, y se obtiene 3.9 x 10-17 julios. Por la ley de conservación de la energía, necesitará como mínimo esta cantidad de energía eléctrica para hacer cualquier cosa visible.

Por supuesto, los LEDs no son 100% eficientes. No todos los colores tienen la misma eficacia luminosa, así que puede ser que la mayoría de los LED de alto rendimiento para la fabricación de humanos-la luz visible no es necesariamente en la longitud de onda donde el ojo es más sensible. Voy a dejar que la investigación como un ejercicio, y digamos que un LED tiene una eficacia luminosa de 25%. Que aumenta la energía requerida por un factor de cuatro, a:

1.6×10-16 julios

Que es, por mi estimación aproximada, el mínimo de energía requerida para registrar una respuesta visual con un LED en un ser humano.

Usted tiene más órdenes de magnitud de la energía almacenada en el condensador, por lo que en virtud del ideal de condiciones, es muy probable que usted podría registrar una respuesta visual, incluso después de tener en cuenta las ineficiencias en la obtención de la potencia del condensador en el LED.

Por supuesto, en la práctica, la habitación no ser absolutamente oscuro, el espectador no ser idealmente aclimatado, y el LED de la luz no se enfoca a una pequeña mancha. Así que usted puede requerir más energía. Tal vez mucho más.

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GSerg Puntos 33571

Para algunos consejos útiles acerca de cómo parpadear un LED de baja potencia, buscar el ahora obsoleto LM3909 LED flasher chip. Nota cómo las "pilas" de la tensión de la tapa con el voltaje de 1,5 V celda para obtener suficiente voltaje para el LED.

Normalmente se utiliza un condensador en el rango de decenas de µF (no decenas de nF) con este chip que produce una muy visible flash en LED de moderado eficiencia. Estimo que este suministra aproximadamente el 50 μj por flash, por lo que probablemente está en un orden de magnitud o dos de donde usted necesita estar.

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Spehro Pefhany Puntos 90994

Usted puede ser capaz de obtener una visible (en la iluminación de la oficina, con algo de atención a la óptica para aumentar el contraste) parpadeo con 100ms de 30uA actual.

No hay ningún punto en particular en la reducción del parpadeo de una duración inferior a unos 100ms - a cargo de la eficiencia no será mejor en la corriente más alta y que el ojo se vea la misma energía que sobre el mismo brillo. Un 100us pulso aparecerá tan brillante como un pulso de 100ms con 1/1000 de la corriente, por lo que más gusta 300nA-equivalente.

Que puede ser visible con un buen LED, oscuro ajustado a los ojos y en una habitación oscura.

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